[實用新型]一種新型的緩沖吸收電路

有效

• 申請號: 202020455040.6
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN212231415U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李穩根;廖曉斌
• 申請（專利權）人: 廣東福德電子有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H02H9/02;H02H9/04
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

本實用新型涉及一種新型的緩沖吸收電路，包括：至少兩個相互串聯的器件A，所述器件A無感抗且只具備容抗；具有電阻的器件B，所述器件B并聯在由部分所述器件A形成支路的兩端。本實用新型的緩沖吸收電路既有在開關器件關斷時的純電容吸收優勢，又有在開關器件開通時的限流作用，且對器件B是否有感無感沒有要求。

技術領域

本實用新型涉及電子領域，尤其涉及一種新型的緩沖吸收電路。

背景技術

直流固態斷路器中，IGBT等開關元件在關斷過程中由于線路電感的存在，在開關兩端會產生很高的電壓，高的電壓若不加以抑制，將直接損壞IGBT等開關器件。常用的做法是在IGBT等開關兩端并聯緩沖吸收電路。常用的緩沖吸收電路主要有三種，如圖1-3所示。

對圖1，只并聯無感電容C1的方案，在IGBT等開關關斷后，回路中電感電流不能突變，經電容C1繼續流通，過程中電容C1上電壓越來越高，回路電流越來越小，最后回路電感上所有能量全部轉移到電容C1上，電容C1兩端達到最高電壓。在IGBT 等開關再次開通時，電容C1上電荷瞬間通過IGBT等開關釋放，此時相當于直接短路，在較嚴重時，可能導致IGBT等開關過流損壞。

因為上述原因，在IGBT等開關元件開通時，希望電容C1上的電荷能通過電阻器加以限制，以慢慢泄放電容上的能量，現有技術改進出如圖2所示RC緩沖吸收電路，即在電容C1所在支路上串聯電阻器R1。但增加電阻器R1后，在IGBT等開關關斷時，回路中電流由于電阻器R1的限制，不能迅速將回路電感的能量轉移到電容 C1上，從而會導致IGBT等開關兩端過壓損壞。同時，由于電阻器R1串聯在電容C1 上，在IGBT等開關關斷時間很短的情況下，要求電阻器R1為無感電阻器，若含有一定電感，在高頻情況下，將嚴重影響回路電感能量的吸收和緩沖，因為電感有阻礙電流的作用。

鑒于IGBT等開關器件在關斷和開通時的能量吸收和泄放的需求：在關斷時，希望只并聯了電容C1；在開通時，則希望有電阻器R1限流。于是就有了圖3所示的 RCD緩沖吸收電路，在IGBT等開關器件關斷時，回路電流通過二極管D1向電容C1 充電，在IGBT等開關開通時，由于二極管D1的反向截止，電容C1通過電阻器R1 慢慢泄放電荷。實際使用當中，這種帶二極管D1的RCD緩沖吸收電路只能用在開關關斷速度很慢的情況下，因為二極管D1的開通時間最短都在6微秒以上，但IGBT 的關斷時間一般在2微秒以內，也就是說在IGBT關斷后幾微秒內，回路中電流只能通過電阻器R1向電容C1充電，而不是通過二極管向電容C1充電，此時二極管D1 并沒有發揮作用，RCD緩沖吸收電路只相當于圖2中的RC緩沖吸收電路，因而同樣要求R1為無感電阻器，且阻值不能太大。所以，這種RCD緩沖吸收電路不適合使用在關斷時間很短的開關回路中。

上述三種緩沖吸收電路都有很大弊端，在IGBT等開關關斷時，希望只有無感電容吸收回路；在開通時，又希望有電阻器限流。所以在應用中見得最多的為圖2所示的RC緩沖吸收方式，電阻器R1取值較小，且必須為無感電阻器。在電阻器R1阻值較大時，會阻礙電容C1對回路電感能量的吸收，尤其電阻器R1或電容C1含有電感時，會嚴重阻礙C1對回路電感能量的吸收。

由于原理和工藝的突破，市場上無感電容比較容易買到，且價格便宜。

而市場上常見的無感電阻器是用兩根絕緣導線并在一起，終端短路，首端外接電源及應用線路，這兩根絕緣導線電流方向相反，沒有外因互感，可以繞成線圈使用，只起電阻作用。但這種無感電阻器并不是真正的無感，其僅僅只是電阻器上的感抗值非常小，可以忽略不計，一般不能說是徹底沒有，在IGBT等開關關斷時間極短(5 微秒以內)的情況下，電阻器上少量的電感都將嚴重的阻礙電容C1對回路電感能量的吸收。

此外，另有陶瓷等工藝做成的純無感電阻器，但價格相當昂貴，且不容易得到。

實用新型內容

本實用新型為改善或部分改善現有技術的不足之處，而提供一種新型的緩沖吸收電路。